PA56/PET复合纤维制备及性能研究

摘要

采用简单的工艺方法对原料进行加工，获得新型材料一直获得研究者们重视。PET聚酯（polyethylene terephthalate）纤维作为我国产量最大的合成纤维品种被广泛应用，但由于其纤维结构紧密，吸湿性、透气性、染色性及触感较差，限制了聚酯纤维进一步的发展；而生物基尼龙56具有亲水性好、弹性好、低温染色性能好等优异性能。PA56是由生物基1,5-戊二胺和石油基己二酸通过聚合成大分子而获得，传统的胺类化合物及酸类化合物都是通过石油提取出来的，但是1,5-戊二胺是利用微生物发酵法把淀粉转换成戊二胺，生物基占PA56的41%，是一种新型环境友好型材料。近年来，由上海凯赛生物技术有限公司研发的利用生物法制取1,5-戊二胺已经大获成功，其制备效率大幅度提高，成本消耗降低，生产工艺及设备逐渐成熟。从小批量逐渐转向大批量生产，使得生物基1,5-戊二胺及其应用迈向产业化成为可能。已经有学者对PET/PA6、PET/PA66的共混与复合进行了研究，但是还没有学者对PA56/PET共混、复合纺丝进行研究。本文通过PA56/PET共混、复合纺丝，研究其相容性、结晶性及可纺性等，力图通过简单的物理机械法获得一种综合性能优异的新型材料。通过共混、并列复合改性来获取综合性能优异的新材料成本更低，研发时间更短。共混、并列复合体系的相容性、结晶性能及热稳定性、长丝的力学性能等是研究中不可缺少的部分，可采用DSC、SEM、XRD等方法进行研究。
　　本研究主要内容包括：⑴DSC测试共混物的热性能，判别共混物中两种聚合物属于分别结晶；SEM测试可以观察共混物的形态，两相有明显的界限。⑵DSC测试共混物的热性能，研究发现随着PA56质量比的增加，PET过冷度减小，结晶速率增大；广角X射线衍射(WAXD)测试共混物的结晶度，研究发现共混物的结晶度随PA56质量比的增大而减小；用DSC测试共混物的非等温结晶性能，研究发现PA56的加入对PET及PA56晶体的成核机理与生长方式没有显著影响，但是PA56在一定程度上对PET结晶起到异相成核作用，加入PA56后PET结晶速率提高；比较Jeziorny法、Ozawa法及MO法，表明MO方法更适合用来表征共混物非等温结晶性能。⑶TGA测试表明共混物的起始降解温度低于纯PET，PET热稳定性有所下降。⑷用声速法测试长丝的取向度，研究表明同一牵伸倍数，PA56的加入导致长丝取向度呈下降趋势；同一牵伸倍数下，放置时间越长，长丝发生解取向；随着PA56的加入，共混长丝断裂伸长率逐渐增大，初始模量逐渐降低，回潮率逐渐增大，沸水收缩率先降低后增大。⑸复合长丝的断裂强度在2.5~2.8 cN/dtex、回潮率介于PET及PA56之间。在对共混物进行相容性、结晶性、分布状态等方面的研究基础上，继续进行可纺性及长丝性能研究，分别研究了长丝的取向度、力学性能、弹性回复率、回潮率等指标。在复合纺丝方面，进行了纺丝工艺流程及复合丝取向度、力学性能、弹性回复率、回潮率等指标。

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 PET与PA的基本性能

1.3 聚合物共混、复合纺丝的方法与目的

1.4 国内外对PET/PA共混、复合纺丝体系的研究进展

1.5 研究意义和内容

第二章 PA56/PET共混及性能研究

2.1 纺丝前的准备

2.2 共混物性能测试

2.3 共混物热性能测试结果与分析

2.4 SEM测试结果与分析

2.5 WAXD测试结果与分析

2.6 PA56/PET非等温结晶性能研究

2.7 本章小结

第三章 PA56/PET共混纺丝及长丝性能研究

3.1 长丝的制备与可纺性分析

3.2 长丝结构与性能测试

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第四章 PA56/PET并列复合纺丝及长丝性能研究

4.1 长丝的制备与可纺性分析

4.2 长丝结构与性能测试

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢